转录调控的基本原则
基因表达由调控蛋白控制
转录起始的调控
例子:大肠杆菌的乳糖操纵子
乳糖操纵子的调控机制
乳糖操纵子的表达受两个调控蛋白控制:一个是激活子CAP(也称CRP),另一个是抑制子Lac阻遏物。Lac阻遏物由lacI基因编码,位于其他lac基因附近但有独立的启动子。CAP由大肠杆菌基因组中另一个位置的基因编码。
CAP(Catabolite Activator Protein):当葡萄糖不可用时,环状AMP(cAMP)浓度上升,cAMP与CAP结合并激活CAP,使其能与DNA结合并促进RNA聚合酶结合到启动子上,从而促进lac操纵子的表达。
Lac阻遏物:在没有乳糖的情况下,Lac阻遏物与操作子结合,阻止RNA聚合酶结合启动子,从而抑制基因表达。当乳糖存在时,它被转化为异乳糖,异乳糖与Lac阻遏物结合,使其发生构象变化,无法再与DNA结合,从而解除对基因的抑制。
合作结合和变构调控
合作结合:多个调控蛋白可以共同结合DNA并相互作用,这种结合可以产生敏感的开关,允许基因在条件发生小变化时从完全关闭变为完全打开。
变构调控:调控蛋白的活性通常由其特异性信号通过变构作用控制。信号分子与调控蛋白结合,使其发生构象变化,从而改变其与DNA的结合能力。